基于電子鼻技術的不同比例蠶絲-滌綸絲識別研究.pdf

1、蠶絲纖維是一種天然的動物蛋白質，享有“人體第二皮膚”的美譽。蠶絲纖維本身的優(yōu)良特性賦予了蠶絲被優(yōu)良的服用性能，具有貼身保健、透氣保暖、提升睡眠質量等優(yōu)良性能。但由于蠶絲被生產工序流程簡單，行業(yè)門檻低，市面上出現了以次充好、以假亂真的現象，尤其是蠶絲被纖維含量問題最為突出。
　　電子鼻技術作為一種新興模擬人類嗅覺的智能儀器在各個領域都得到了廣泛的應用，其工作原理是傳感器陣列中10個傳感器對各物質的敏感程度不同，最終通過不同的模式識別

2、方法來區(qū)分不同的氣體。
　　本課題基于蠶絲被的生產現狀和蠶絲被纖維含量存在的問題，通過電子鼻獲取不同比例蠶絲/滌綸絲樣本的數據集。提取不同特征值進行模式識別以區(qū)分不同比例的蠶絲/滌綸絲，以獲得較佳的特征參數數據集。通過多層感知器神經網絡和判別分析法對未知混合樣品中蠶絲含量進行預測，為蠶絲被填充物中蠶絲含量的辨別提出一種新方法。主要研究內容與結論如下:
　　(1)對浙江桑蠶絲和江蘇桑蠶絲兩種不同產地和不同時間段的蠶絲樣品進行聚

3、類分析。由聚類分析結果可知，不同產地及時間的4類蠶絲樣品，20個樣本被分為兩類，其分類正確率達95％，因此不同產地及不同時間段的蠶絲樣品基本可歸為同一類。
　　(2)利用方差分析、最小顯著性分析和相對標準差分析，探究了影響電子鼻傳感器響應特性的實驗參數。最終確定較佳的試驗參數為:頂空空間800ml，樣本質量39，頂空生成時間在45min-60min為宜。
　　(3)提取了15s，45s，75s，穩(wěn)定值的電子鼻響應信號值進行主

4、成分分析和線性判別分析，結果證明穩(wěn)態(tài)值是較為有效的樣本信息特征參數集。為提高后期模式識別分類器的性能，在此提取穩(wěn)態(tài)值為特征值進行分析并建立模式文件。
　　(4)在對不同蠶絲樣品的檢測中，通過對傳感器響應信號值的分析和傳感器載荷分析，發(fā)現傳感器S2，S6，S7，S8，S9的貢獻率最大。對這5個傳感器數據進行主成分分析，前2個主成分的累計方差貢獻率達到97.33％，比之前的貢獻率提高9％左右。利用方差最大分析法對因子載荷矩陣進行正交旋

5、轉，第一主成分主要解釋了S7，S2，S9傳感器的信息。第一個公共因子可解釋為含硫化合物和含氮化合物，而傳感器S8，S6在第二主成分有較高的載荷，主要物質為醇類以及芳香族化合物。
　　(5)提取穩(wěn)態(tài)值特征參數數據集和逐步判別提取的14個參數數據集分別進行判別分析。15s，45s，75s三個不同時刻下，14個入選參數的樣本數據集，其訓練集的識別正確率為89.27％,驗證集的正確率為88.57％。對經過傳感器優(yōu)化后的穩(wěn)態(tài)值數據進行線性判